【正文】 關(guān)于本次設(shè)計，由于沒有過多的現(xiàn)場認(rèn)識經(jīng)驗，故在設(shè)計方案、設(shè)計計算時遇到了大量的問題，而這些問題都在諸多老師以及同專業(yè)同學(xué)的關(guān)心指導(dǎo)下一一解決了，老師們的教誨、精心指導(dǎo)使本人受益多多，在此向我院老師表示衷心的感謝！通過本次設(shè)計，我對在大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識都有所運(yùn)用，并在老師的悉心關(guān)懷下，我的大學(xué)四年中的最后一課才能得以完成。9 .81H(ρDρg)22+19 .64——分段損失h段=Σ(h摩+ h局+ h幾)23煙道總阻力損失(Pa)h總=Σh段24+++=4），取λ=0 .055）℃6）確定煙氣密度7）煙囪計算高度： 因為煙囪計算高度與假設(shè)高度值（77m）相差很小，所以不需要重算.8）確定煙囪的實際高度：按式子：進(jìn)入煙囪底部的煙氣溫度t=361℃,高于一般排煙機(jī)的排煙溫度，所以必須摻大氣方法降溫。4 .各段煙道斷面尺寸首先預(yù)確定煙道中的延期流速，根據(jù)截面積確定煙道尺寸。19)將分段的第1122欄相加填入第23欄。8).第Ⅲ段的平均溫度： 末端溫度：第Ⅳ段的平均溫度：末端溫度：第Ⅴ段的平均溫度：末端溫度：9)第13欄10)第14欄速度頭由第112欄中的數(shù)據(jù)求。2 .繪制空氣管路系統(tǒng)圖3 .管路分段 根據(jù)分段原則，將管路分段系統(tǒng)如下：1）風(fēng)機(jī)出口到換熱器入口；2）換熱器；3）換熱器出口到總管分岔處；4）總風(fēng)管分岔處到加熱段上加熱端燒嘴供風(fēng)集管；5）總風(fēng)管分岔處到下加熱集管；6) 總風(fēng)管分岔處到均熱燒嘴供風(fēng)集管；7）下加熱集管到側(cè)燒嘴；8）均熱集管到側(cè)燒嘴。根據(jù)各種煤氣燒嘴的特性，決定選用低壓渦流式燒嘴。 n—爐內(nèi)料坯擺放排數(shù)，n=2。計算金屬熱焓值 根據(jù)℃ 查表（33）得= KJ/(kg℃) =823 KJ/kg計算2界面處金屬的有關(guān)參數(shù)計算爐膛燃料利用系數(shù)由公式(431)知： ，本設(shè)計只預(yù)熱助燃空氣，所以可改寫為：，查表15，＝350℃時=1 .296；=800℃ 時， ＝1 .534；＝7853；＝；。1．混合煤氣干、濕成分的換算： 計算結(jié)果如表3—2。 燒嘴完全根據(jù)加熱量的分配而進(jìn)行布置的。（3） 在必要時三段爐型可按兩段制度操作，而二段爐型難于按三段制度操作。爐膛密閉是控制爐壓穩(wěn)定的前提和條件。數(shù)學(xué)模型的確定方法主要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或生產(chǎn)數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)學(xué)處理得出。脈沖式燃燒控制器是以高速調(diào)溫?zé)鞛榭刂茖ο螅牧靠貫闀r控，以小火作為長明火，用控制大火輸出時間來控制升溫速度。目前國內(nèi)有數(shù)以百計的工業(yè)爐采用計算機(jī)控制和管理。下面介紹幾種常見的空氣預(yù)熱器。 3) 紅外節(jié)能涂料有很好的節(jié)能效果。使用澆注料爐襯比磚砌爐子可節(jié)能 2％～4％左右。蓄熱式燃燒器空氣預(yù)熱溫度最高可以達(dá)到 1000~左右，通過蓄熱室的煙氣排出溫度 200℃，爐子熱效率達(dá)到 30％以上。新型燃燒器的使用不超過 10％。（1）改善燃料燃燒狀況燃料作為能源使用，具有如下的特殊性： 1)資源的有限性 燃料是有限的使用而不是用不完的，總會有一天使用殆盡。工業(yè)爐首先應(yīng)滿足工藝要求，提高工件加熱或熱處理的質(zhì)量，減少工件加熱過程中的氧化和稅碳損失，提高最終產(chǎn)品質(zhì)量。加熱爐的能耗占工業(yè)爐總能耗的90％以上，可見加熱爐在我國制造領(lǐng)域中占據(jù)著舉足輕重的地位。因此，凡是能改善爐內(nèi)傳熱條件的措施，都可以減少，出爐廢氣熱損失，提高爐子熱效率。因此，改善爐子的燃燒條件和傳熱條件是減少爐膛廢氣帶走熱量的主要途徑。對流傳熱量主要大于氣流速度及溫度，在爐型結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，對諸如爐膛高度，繞嘴布置以及排煙方式和位置等的設(shè)計應(yīng)為能在爐內(nèi)形成氣流的高速沖擊和強(qiáng)烈循環(huán)創(chuàng)造良好條件。綜上所述，單純從提高平均輻射溫壓，提高爐子生產(chǎn)率的角度出發(fā)，應(yīng)盡可能地提高理論燃燒溫度，提高出爐廢氣溫度，端頭供熱快速燃燒，但這些措施可能受到熱效率和加熱質(zhì)量的限制。根據(jù)經(jīng)驗公式愈高，爐內(nèi)平均輻射溫壓愈大，爐子生產(chǎn)率愈高。單位時間傳給爐料的熱量Q 為：式中—爐氣、爐壁對爐料的導(dǎo)來輻射系數(shù)，KJ/(㎡然而這是一個比較復(fù)雜的問題，因為影響爐子生產(chǎn)率的因素是多方面的，其中包括工藝要求、熱工過程、爐子壽命、機(jī)械化自動化程度以及生產(chǎn)管理等。單位燃耗愈低，燃料用的愈節(jié)省。（1）編制熱平衡的意義在現(xiàn)場生產(chǎn)的爐子上，通過實測編制熱平衡是為了分析研究和評價爐子的熱工作，了解熱量利用和損失的程度，找出燃料浪費(fèi)的緣由，尋求技術(shù)對策，以改進(jìn)爐子的熱工指標(biāo)。（2）爐子鋼結(jié)構(gòu)爐子鋼結(jié)構(gòu)一般由鋼柱、橫梁、拉桿、拱角梁等組成的鋼架。小爐子可用紅磚或塊石砌筑；絕大多數(shù)大中型都采用混凝土或鋼筋混凝土修建，因為它既結(jié)實又抗壓。所以小煙囪常采用磚煙囪，45m高以上的煙囪一般采用鋼筋混凝土煙囪。從材質(zhì)上分，有金屬型和金屬與非金屬結(jié)合型兩種。煙道斷面尺寸通常是根據(jù)選取的煙氣流速進(jìn)行計算來初步確定的。固定底的爐子，坯料在爐底的滑軌上移動，除加熱圓坯料的斜底爐外，其他加熱爐的固定爐底一般都是水平的。吊頂磚的材質(zhì)高溫部分通常采用一級粘土磚或高鋁磚。因此爐頂散熱量較大。但爐頂下面的矢高h(yuǎn)太大，不利于爐內(nèi)氣體的合理流動和實現(xiàn)均勻加熱，且有較大的上推力。通常采用的有60176。爐門、冷卻水管等構(gòu)件應(yīng)設(shè)置在鋼結(jié)構(gòu)上。沿爐子長度方向的爐墻稱為側(cè)墻，爐子兩端的爐墻稱為端墻。爐膛的大小對鋼料加熱、燃料燃燒和爐膛本身壽命都有很大的影響。爐子的熱工工藝系統(tǒng)是火焰爐最基本的組成部分，包括爐子的工作室（爐膛）供熱系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)、油泵、管道、燃燒裝置等），排煙系統(tǒng)（煙道、煙閘、換熱器、余熱鍋爐、煙囪、排煙機(jī)等）以及冷卻系統(tǒng)等。在三段式加熱爐的裝料端又增加了兩個加熱段。二段式：為了彌補(bǔ)上述一段式的缺點，使用水冷滑軌。1）推鋼式連續(xù)加熱爐簡介推鋼式連續(xù)加熱爐靠推鋼機(jī)完成爐內(nèi)運(yùn)料任務(wù)的連續(xù)加熱爐。在冶金行業(yè)中，一般可把加熱爐分為室式加熱爐和連續(xù)加熱爐。（1）室式加熱爐室式加熱爐 用于金屬坯或錠鍛壓前的加熱。料坯在爐底或在用水冷管支撐的滑軌上滑動，在后一種情況下可對料坯實行上下兩面加熱。鋼坯上下兩面加熱，提高了單位爐底面積的的產(chǎn)量，爐溫上下兩段控制，均熱爐的爐溫不單獨(dú)控制，因此也和一段式操作不靈活。五段式加熱爐爐尾溫度比三段式加熱爐的高。工作室是爐子的核心。從爐內(nèi)氣體流動來講，火焰的高速噴出使得噴出口周圍造成一個低壓區(qū)。為保證爐墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，爐墻必須有一定厚度，并應(yīng)隨爐子尺寸的增大和爐膛溫度的升高而增厚。（2）爐頂爐頂使?fàn)t膛組成中薄弱環(huán)節(jié)。、90176。多用于埋在地下的煙道上。頸吊式吊掛結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的每一塊吊磚都有一個夾鉤和一個吊桿。低溫部分可用普通粘土磚?；顒訝t底的坯料是靠爐底機(jī)械的運(yùn)動而移動。而煙道最小斷面還必須考慮清掃和檢修的可能性，所以煙道斷面形狀和具體尺寸常根據(jù)初步計算結(jié)果按標(biāo)準(zhǔn)系列選用。從操作上有手動和電動之分，等等。煙囪必須有獨(dú)立的基礎(chǔ)，不能與煙道基礎(chǔ)相連，以免煙囪下沉?xí)r煙道基礎(chǔ)斷裂。爐子基礎(chǔ)設(shè)計和修筑爐子基礎(chǔ)時應(yīng)注意以下幾點： 1） 混凝土任何部分的溫度都不允許超過300℃，否則混凝土就會變質(zhì)而壓壞。為了使鋼架形成整體而把爐子夾固起來。在設(shè)計新爐子的時候，通過計算編制熱平衡是為了由平衡關(guān)系中求出爐子的燃料消耗量，同時為設(shè)計爐子的供熱、排煙系統(tǒng)和余熱回收裝置等提供設(shè)計依據(jù)。單位燃耗的表示方法有：單位燃耗、單位標(biāo)準(zhǔn)燃耗、單位熱耗。但就爐子本身而言，主要是工藝因素和爐子結(jié)構(gòu)、操作因素。h2）出爐膛廢氣溫度（T 〞）,T 〞愈高平均輻射溫壓愈大,爐內(nèi)熱交換愈強(qiáng)烈，爐子生產(chǎn)率愈高。生產(chǎn)率、熱效率和加熱質(zhì)量之間是互相矛盾統(tǒng)一的，在實際設(shè)計和操作中必須把這三者連同其他一些因素團(tuán)結(jié)起來，統(tǒng)一地加以考慮。爐子結(jié)構(gòu)、熱工操作和爐內(nèi)所進(jìn)行的熱工過程，都必須符合工藝的要求，而工藝的要求。（1）正確控制空氣消耗系數(shù)對加熱爐的正確的燃燒控制，應(yīng)在保證燃料完全燃燒的條件下，盡可能的降低空氣消耗系數(shù)。 1）降低單位面積爐底產(chǎn)量，即適當(dāng)延長不供熱的預(yù)熱段，將煙氣余熱用于預(yù)熱入爐鋼坯；2）采用高溫抽煙機(jī)將預(yù)熱器后的煙氣抽到爐子的預(yù)熱段來噴吹預(yù)熱鋼坯；3）利用余熱預(yù)熱助燃空氣； 4）采用余熱鍋爐產(chǎn)氣或發(fā)電。在機(jī)械行業(yè)中，目前先進(jìn)的爐型所占比倒不超過20％，絕大多數(shù)為20世紀(jì)60～80年代建設(shè)或改造的結(jié)構(gòu)形式，數(shù)以萬計的鍛件、鑄件加熱爐在不同程度上存在加熱質(zhì)量差、熱效率低和機(jī)械化程度低的缺陷。保證加熱工件的質(zhì)量是根本，只有保證工件質(zhì)量的前提下。 2)使用的純消耗性 燃料的使用是典型的不可逆過程，只能一次性使用而不可重復(fù)使用。近年來，我國成功地自行開發(fā)研制了多種適合國情的優(yōu)質(zhì)燃燒裝置。蓄熱式燃燒器在使用熱值較低的燃料時，由于煙氣量大干空氣量，仍有一部分煙氣不經(jīng)蓄熱室被直接排放，這些高溫?zé)煔庵械臒崃靠梢酝ㄟ^換熱器對煤氣進(jìn)行預(yù)熱，以更能有效地提高余熱利用率。 2) 耐火纖維是一種超輕質(zhì)耐火材料，它的基本性質(zhì)是相對密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、比熱容低。紅外節(jié)能涂料能使用于爐溫 3001800~的各種燃料爐。 1) 金屬換熱器，氣密性好，體積小，設(shè)備緊湊。 1) 燃料燃燒控制 工業(yè)爐進(jìn)行計算機(jī)控制的第一步是實現(xiàn)燃料燃燒控制，即實現(xiàn)爐溫、供燃料量、燃料量與空氣量的配比以及爐壓的控制，其中核心是配比燃燒控制。該種控制方式是在開爐調(diào)試時將小火、大火燃燒的空，燃比值設(shè)定合適即可，加熱過程中不需要動態(tài)控制空，燃比，只需控制燃料和助燃空氣壓力的穩(wěn)定，這大大地簡化了控制系統(tǒng)構(gòu)成，降低了爐子建造成本。數(shù)學(xué)模型優(yōu)化控制在燃燒控制的基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步取得節(jié)能 5％的效果。 (3)生產(chǎn)管理優(yōu)化控制 工業(yè)爐是工廠或車間中的一個局部，其工作應(yīng)放到整體中加以衡量，爐子 自身的燃燒控制、數(shù)學(xué)模型控制可能是最佳效果，但放在工廠或車間整體衡量則不一定是最優(yōu)，這當(dāng)中涉及各設(shè)備間的協(xié)調(diào)、調(diào)度和管理等問題，因此再提高一個層次就要進(jìn)行管理優(yōu)化控制。（4） 三段連續(xù)加熱爐的實爐底（如果有爐底地的話）在均熱段內(nèi)，在一定程度上與高溫的加熱段分開，因而由于熔渣所造成的爐底上漲現(xiàn)象沒有二段式爐型那樣嚴(yán)重。連續(xù)加熱爐加熱段爐溫較高，且我們要求爐溫均勻性較好，因此燒嘴燃燒火焰要有一定長度和鋪展面。表3—2 混合煤氣濕成分（%） 成分種類COCHOH CHCONW合計焦?fàn)t煤氣100高爐煤氣__1002．計算混合煤氣的低發(fā)熱值1）計算焦?fàn)t煤氣低發(fā)熱值把表3—2中焦?fàn)t煤氣的濕成分代入公式得：Q=+108+358+=17518kJ/標(biāo)m2) 計算高爐煤氣低發(fā)熱值Q=+108+358=3711kJ/標(biāo)m3）焦高比為3：7的混合煤氣的低發(fā)熱值Q=17518+3711=7853 kJ/標(biāo)m：7，計算混合煤氣濕成分見表33表33混合煤氣成分（%） 成分種類COCOCHCHHONHO混合煤氣4．計算理論空氣需要量L把表3—3中混合煤氣濕成分代入公式得：L==5．計算實際空氣需要量L，取n=： L=nL L =（1+）L可得：L== L=(1+)= 把表3—3中混合煤氣濕成分代入公式（1—18）可得： = 其他見表34表3—4混合煤氣燃燒產(chǎn)物生成量及成分 成分名稱CONOHO合計生成量(標(biāo)m)體積含量(%)1007 .計算混合煤氣燃燒產(chǎn)物重度 把表3—4中燃燒產(chǎn)物體積百分含量代入式（1—21）可得：＝ ==1 .284kg/標(biāo)m8．計算燃料理論燃燒溫度 由t=350℃，查資料可得c=1 .296 kJ/標(biāo)m,空氣帶入的物理熱=Lct = = kJ/標(biāo)m 燃料帶入的物理熱= Q=(+++++++) 20 = kJ/標(biāo)m設(shè)t=1800~2100℃，可查資料得c= + kJ/標(biāo)m. 設(shè)Q=0，按式== = ℃ ≮1800℃因此可以滿足連續(xù)加熱爐的加熱工藝要求。則：2)計算加熱段燃料利用系數(shù)，由公式（433）知：＝，其中加熱段流入預(yù)熱段的廢氣溫度＝1358℃，查表15知＝1 .6174所以, 3)計算金屬在預(yù)熱段的熱焓增量由公式(439)可知，其中金屬在爐膛中的總熱焓增,查表得20鋼在℃時=0 .6866 在20℃時= =835 KJ/kg加熱段向預(yù)熱段的輻射熱量，取＝45104,≈＝則所以4)計算金屬平均溫度設(shè)＝700℃，查表33得，＝0 .6280，則：=℃ 重設(shè)=670℃，查表33得，=，則：=669℃計算值與假設(shè)值相差很小，因此不必再重復(fù)計算。 g—料坯的平均單重。1）加熱段上加熱采用端側(cè)供熱燒嘴選用DW—I—9型，最大燃燒能力為600，供熱量：；需要燒嘴量：，每側(cè)分別取個，端部取3個。4 .計算各區(qū)段空氣流量、管道內(nèi)徑、規(guī)格及空氣流速。11)第114欄數(shù)據(jù)相乘，在除以第5欄數(shù)據(jù)，結(jié)果填入第15欄.12)第16欄局部阻力系數(shù)查表。20)換熱器空氣阻力損失見前面計算數(shù)據(jù)，填入第23欄換熱器分段中。 Ⅰ段：計算每條豎煙道的斷面的端面尺寸（共3條豎煙道）。設(shè)摻大氣后混合煙氣溫度t=250℃，大氣溫度t=39℃,按式（630）得摻大氣后煙氣實際體積 V= =158793m/h根據(jù)V=158793m/h，h